20160524 水电厂智能化总体框架-中水科

中国水利水电科学研究院的水电研发基地 中国长江三峡集团公司研发中心之一
公司简介
监控系统事业部 水利自动化事业部
主要业务
水利、水电、风 H9000监控系统 BSS-3卫星时钟 电、光伏的监控、 iP9000智能平台 OTS2000仿真 集控、辅控、仿 真，状态监测及 iSMA2000状态监测与趋势分析 信息化 HR9800水情测报 SD2000水调自动化
总体
新能源 电站
灌区
污水 处理 仿 真 WEB WAP …
水情 环境 On 水调 监测 Call
iP9000智能平台
面向服务
层次清晰
易于扩展
维护方便
iP9000智能平台
提供通信服务，基于组件框架实现 拥有完善的通信规约库：
IEC 61400-25：
IEC 61850： IEC 61970： MODBUS：GH T-MON，湘电等； IEC 60870-5-104： IEC 60870-5-101： DNP： CDT等；
百花滩
水 调
谢 谢
水电厂智能化总体框架
王德宽
北京中水科水电科技开发有限公司 2015年8月
水电厂智能化总体框架
中水科技公司简介
水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台 智能应用 工程应用 注意几个问题
北京中水科水电科技开发有限公司简介
+
51% 49% 自动化所 + 机电所
iP9000智能平台
开发环境 数据交换机制 人机支撑 数据支持 公共服务 系统管理 运行环境 运行环境 安全防护体系 软硬件环境 数据资源
四个环境
集成环境 支持横向、纵向业务的集成 支持应用、基础信息的共享
iP9000
维护环境 从系统到应用多层次维护管理 应用运行监视 系统资源的调度与优化
iP9000智能平台
节点 配置 应用 配置 系统 监视 对系统有关设备节点进行 属性配置，如IP、权限等 对系统应用进行配置，包括对应进程、 加载节点，进程的参数、属性等 监视各节点系统状态，如进程状态、 在线/离线状态、消息、调试信息 监视各节点硬件状态，如CPU负载、 内存使用率、网络负载等
资源 监视
水电厂智能化总体框架
移 动 工 作 票
iP9000Mobile移动发布
iP9000Mobile移动发布
水电厂智能化总体框架
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台 智能应用
工程应用
注意几个问题
水电厂智能化建设
葛洲坝智能化改造
2014年
对于设备的资产编号、物理位置等信息用户修改功能 查询各设备硬件配置信息
iP9000Mobile移动发布
智能移动巡检 基础信息 巡 检 路 线 执 行 移动巡检 巡 检 作 业 统 计 移动检修 人 员 安 全 管 理
电 子 标 签
设 备 台 账
设 备 图 纸
作 业 指 导 书
移 动 报 缺
移 动 工 单
水情水调事业部
调速器事业部 机电装备事业部 机组运行保障事业部
DVG2000数字开关阀调速器 机电设备成套 现场试验 增容改造
水力机械试验研究中心
水轮机模型同台对比试验
国内业绩
黄河集控
成都集控 瀑布沟 6x600 梨园 4x600
三峡右岸 18x700
五凌集控
楚雄 水风光互补
溪洛渡 18x700
向家坝 8x800
安全II区 计 划 修 正
实时调度
负荷分配
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
智能主辅发电设备监测
数据采集 处理 监测 预警 状态评估 预测评估 模型管理 风险评价 决策建议
服务总线
实时数据 历史数据 生产管理系统 企业资源管理
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
可视化展示 数据挖掘 相关性分析
iP9000智能平台
iP = iPlatform
What’s iP9000?
模型标准化
IEC61850、IEC61970
中水科技智能平台解决方案
数据对象化
应用一体化
应用智能化
面向对象的数据 结构、数据组织、 数据表现，建立 统一规范的水电 厂信息模型
监控、AGC、 AVC、水调、状 态监测等
面向分析型、智能 型水电厂和新能源 电站
话音线路可配置
短信线路可配置
iOnCall智能报警
事件、语音报警
报警等级 报警过滤
事故推画面
可视化报警 报警模式、处理模式报警
iHman设备智能运维管理
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iHman设备智能运维管理
管控对象
各种网络设备；
各种计算机，服务器，工作站；
各种操作系统； 各种应用软件系统；
各种数据库， 包括Oracle、SQL-Server、MySQL；
有关辅助设备：UPS电源、打印机等； 机房动力、环境监测设备。
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iHman设备智能运维管理
拓扑展示
文件同步与发布
iHman设备智能运维管理
文件监视报警 文件版本监视与控制 可以对重要的文件及文件系统路径进行监视 可以发现文件及路径的变化并事件报警信号 及时通知系统管理人员做出预判和措施 自动搜集设备详细信息，如CPU、内存、硬盘、网卡及软件等 记录计算机的硬件变化和软件安装
机组控制单元智能化改造
IEC 61850与主站通信
水电厂智能化建设
黄河上游集控
2014年
西宁集控中心
iP9000智能平台应用
AGC AVC 监 测
龙羊峡 监 控 班多
监 控
公伯峡 监 控
积石峡 监 控
李家峡
中广核四川集控
2013年
成都集控中心
监 水 控 调 高凤山 脚基坪 水 调 水 调
三江美亚 监 水 控 调
智能化水电厂应用一体化平台
•应用一体化：为水电厂监控、水 库调度、水情测报等应用提供的人 机界面平台 •维护一体化：为系统运维提供可 视化的维护工具
iP9000智能平台
提供开放的智能平 台解决方案，满足 智能化对平台的功 能需要，功能可选 配。 互联 互通 互动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ设计原则
系统开放，支持包 括IEC 61850、IEC 60870等标准，根 据实际灵活配置， 不盲目限定某一标 准。
点 检 系 统
视 频 监 控 系 统
大 坝 及 水 工 建 筑 安 全 监 测 系 统
Ｏ Ａ 办 公 系 统
图 档 、 档 案 系 统
Ｐ Ｐ Ｉ Ｓ 编 码 系 统
水电厂智能化总体框架
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构
iP9000智能平台
智能应用 工程应用 注意几个问题
实现“无人值班”
(少人值守)
存 在 的 问 题
各系统发展不平衡 无统一的接口标准和规范
系统间数据共享与互动困难
影响总体功能的有效发挥
发 展 方 向
标准和规范 自动化通信和系统的 国际标准IEC61850 水电厂通信标准 IEC61850-7-410
新目标：资源共享与互动，高效共管
水电厂智能化总体框架
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
泵设备、温度振动压力诊断分析
iSMA2000智能状态监测与故障诊断
趋势分析及数据监测预警
数据实时监测、区域特征值显示 使用灵活方便的图像标注（编辑） 数据导入/导出(EXCEL等格式) 完善的图形化开关量统计界面 图像导出/打印（包括特征值等） 曲线四则运算、虚拟曲线 曲线数据剔除与恢复功能 数据比较分析、相关量分析
• 统一的管理平台 • 统一的数据平台 • 统一的人机界面
• 智能分析
智能化水电厂解决方案总体架构
安全Ⅰ区 实时控制区 自动 发电 控制
纵 向 加 密 认 证 纵 向 加 密 认 证
安全Ⅱ区 非实时控制区 经济 调度 控制 水文 预报 防洪 调度 发电 调度 节能 考核
安全Ⅲ区 生产管理区 故障 诊断 决策 支持 综合 展示
服务：数据通信
iP9000数据平台
多业务数据管理 电厂监控 AGC/AVC 水调应用 大坝监测 状态监测 模型管理 IED设备模型 一次设备模型
iP9000智能平台
iHman平台管理工具
完成iP9000平台和应用的配置、管理和维 护工具，节点和系统性能的测试及监视。
双适应度PSO有功分配 集控AGC有功补偿 电厂AGC数学模型
修正等容量比例有功分配 集控AGC开/停机策略
防多机频繁调节策略
基本分配原则 重分配条件
避振动区策略
跨振动区策略
iED经济调度
电网、机组实 时数据
水情遥测 来水预报 历史资料 数据处理 长期计划 中期调度 关系数据库 资料整编 短期优化 安全I区
智能平台是数据和协 调中心，全局优化和 协调。各专业应用优 化组合，相对独立， 分层分布，避免功能 重复。
故障诊断、水库优 化调度和水能最佳 利用等是重点，充 分挖掘水电厂综合 效益。
iP9000智能平台
应用层行业架构
行业解决 方案 应用层
水电 站 监 控 集 控 梯调 中心 AGC AVC 调水 工程 功率 预测 抽水 蓄能 状态 监测
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求
智能化水电厂解决方案总体架构
iP9000智能平台 智能应用 工程应用 注意几个问题
智能化水电厂特征
信息标准化
• 统一的服务标准 • 统一的信息标准 • 统一的数据交换标准
智能化水电厂
决策智能化
• 数据挖掘 • 大数据处理
系统平台化
清远蓄能 4x320
水电厂智能化总体框架
中水科公司简介
水电厂自动化现状与新需求
智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台 智能应用 工程应用 注意几个问题
水电厂自动化
计算机监控 水情水调 广泛应用，技术成熟。
机组状态监测
大坝监测
继电保护 计量
水电厂自 动化系统
iWorkOrder智能缺陷处理
报警信息
生成缺陷工单
iOnCall智能报警
灵活的人员定义及动态分组 “傻瓜式”电话及短信查询 报警发送智能过滤
安全可靠
短信定时发送 手动批量发送短信
多路电话、多短信装置联合运 行， 可与运营商直接通信
iOnCall智能报警
脚本驱动 手机APP 短信 电话报警 可接入监控和MIS 网数据
安 稳 控 制 系 统
五 防 系 统
水 情 测 报 与 水 调 自 动 化 系 统
电 能 量 采 集 与 报 竞 价 系 统
继 电 保 护 与 故 障 录 波 管 理 系 统
安 全 稳 定 信 息 管 理 系 统
状 态 监 测 及 分 析 系 统
状 态 检 修 及 故 障 诊 断 系 统
消 防 、 门 禁 、 通 风 空 调 系 统
安全Ⅳ区 管理信息区
电 网 调 度 自 动 化 系 统
自动 电压 控制
综合数据平台 计算机监控系统 厂站层（Ⅰ区平台） 水情水调自动化 系统（Ⅱ区平台）
数据中心
生产管理 系统
硬件隔离装置 硬件防火墙
平台Ⅰ区网络
平台Ⅱ区网络
平台Ⅲ区网络
监 控 系 统 现 地 单 元
保 护 测 控 系 统
闸 门 控 制 系 统
中水科公司简介 水电厂自动化现状与新需求 智能化水电厂解决方案总体架构 iP9000智能平台
智能应用
工程应用 注意几个问题
iAGC
根据电网对电站或梯级电站运行方式的要求，如调功、调频等，跟 踪给定功率、系统频率，自动进行复核分配、机组起停控制和功率
调节，低频自起动与高周减出力，满足电网电能质量的要求。